Lors de la propagation des mammifères autour de la planète, la température de la Terre a fortement et dangereusement augmenté - et la planète peut à nouveau la rencontrer.
Le début de l'ère des mammifères était très étrange. La planète s'éloignait toujours de l'incroyable disparition de ses célèbres superstars, les dinosaures. Le dernier cratère de la Terre était encore un système fumant de sources hydrothermales bouillonnant sous le golfe du Mexique. Après un tel armageddon, nos ancêtres stupéfaits se sont tranquillement mis d'accord sur de nouveaux rôles sur une planète héritée au hasard. Et bientôt, la vie s'est adaptée à de nouveaux rythmes - des boas de 15 mètres ont parcouru les serres de la jungle, les oiseaux ont pris des proportions gigantesques, imitant leurs cousins qui les ont quittés, et des mammifères sont apparus, relativement similaires aux modernes, que nous pouvions reconnaître, après avoir essayé un peu. Et pendant plusieurs millions d'années, libérés du talon de fer des géants disparus, ils ont commencé à expérimenter. Les premières baleines ont labouré les étendues de l'archipel du Pakistan sur quatre pattes, testant la vie dans l'eau. Les premiers primates ressemblant à des lémuriens ont sauté de la cime des arbres et toutes sortes d'ongulés se sont précipités dans la forêt.
Mais la caractéristique la plus étonnante de la première période des mammifères était la chaleur omniprésente - il faisait si chaud qu'il y a 50 millions d'années, des crocodiles, des palmiers et
des requins de sable gris ont été trouvés derrière le cercle polaire. De l'autre côté de la boule bleu-vert, dans les eaux qui baignent aujourd'hui l'Antarctique, la température de surface de l'eau pourrait atteindre les 30 ºC d'aujourd'hui, et des forêts presque tropicales ont poussé en Antarctique. Les zones sans vie existaient sous les tropiques, trop chaudes pour que certaines plantes ou animaux survivent.
Cette situation prévalait dans l'atmosphère ancienne, dont 0,1% (1000 ppm) était du dioxyde de carbone. Si ce chiffre vous semble familier - vous avez raison, c'est à cet état que l'humanité devrait amener la planète à la fin de ce siècle. Cela devrait nous déranger un peu.
«Emettez plus de CO
2 dans l'atmosphère - et accélérez le réchauffement. Il s'agit d'une physique extrêmement simple, à laquelle nous pensions au 19e siècle », explique David Naafs, spécialiste en géochimie organique de l'Université de Bristol. «Mais nous ne savons pas avec quelle précision [la planète] se réchauffera d'ici la fin du siècle. Sur la base de nos recherches sur les climats anciens, nous pouvons dire cela plus que nous ne le pensions. »
La semaine dernière, Naafs et ses collègues ont publié une étude dans la revue Nature Geoscience, où ils ont reconstruit la température des terres au cours de cet ancien hammam à haute teneur en CO
2 qui existait au
Paléocène supérieur et à l'
Éocène inférieur - au début étouffant de l'ère des mammifères. Et ils ont déterré des températures qui brûlaient de façon inattendue.
Pour étudier les terres du passé, les scientifiques ont besoin de bonnes pierres et, heureusement pour les géologues et les sociétés minières, une énorme quantité de charbon est restée dans la jungle et les marais de la première ère des mammifères. La vallée de la
Powder River aux États-Unis, par exemple, est remplie de marais fossiles du Paléocène, qui, aujourd'hui, brûlent environ 10% de la contribution aux émissions de carbone aux États-Unis. L'équipe Naafs a étudié des exemples de charbon de basse qualité, de
lignite noire ou de tourbe fossile. Ce charbon a été trouvé partout dans le monde (partout, depuis les mines à ciel ouvert en Allemagne jusqu'aux roches exposées en Nouvelle-Zélande), et le temps de son apparition s'est étendu du Paléocène supérieur au début de l'Éocène, il y a 56 à 48 millions d'années. Les scientifiques ont pu restaurer l'état de l'ancien climat en analysant les structures thermosensibles des
lipides produits par les bactéries fossiles et les archées vivant dans ces marécages éteints et conservés dans le charbon. L'équipe a constaté que dans le passé, avec une teneur élevée en CO
2 , dans l'ancienne Grande-Bretagne, l'Allemagne et la Nouvelle-Zélande, la vie tolérait des températures annuelles moyennes de 23-29 ºC, soit 10-15 ºC plus chaudes qu'aujourd'hui.
«Ces zones humides ressemblaient exactement à des marécages tropicaux aujourd'hui - comme les
Everglades en Amazonie», explique Naafs. - L'Europe ressemblait donc aux Everglades, et une vague de chaleur si soudaine que nous connaissons actuellement [mi-été 2018] serait tout à fait normale. Autrement dit, un tel climat serait quotidien. »
Le temps chaud d'aujourd'hui, établi en Europe, a forcé les Scandinaves à bronzer et s'est rendu sur les plages de cerfs, à des températures atteignant 32 ºC dans le cercle polaire arctique. Cela a déclenché des incendies de forêt dévastateurs en Grèce et provoqué un week-end insupportable en Espagne et au Portugal. Mais il y a plus de 50 millions d'années, ce temps était fondamental pour des latitudes de 45 à 60 degrés. Et par un temps aussi chaud, alors qu'une chaleur sans précédent aurait été normale, une vague de chaleur inattendue aurait semblé inhumaine.
«Une vague de temps chaud en Europe pourrait peut-être fixer le temps à environ 40 ºC pendant trois semaines. Nous ne savons pas. " Telle était la vie à la fin du Paléocène et au début de l'Éocène aux latitudes moyennes. Mais plus près de l'équateur dans ce bain global, la chaleur aurait dû être encore plus sévère, surmontant les limites d'une vie complexe. Pour découvrir à quel point brutale, l'équipe Naafs a analysé des échantillons de lignite ancien de l'Inde, qui devait exister dans les tropiques tout le temps - ce sous-continent se déplace toujours le long de l'océan Indien pour rencontrer son rendez-vous avec l'Asie, soulevant des montagnes. Mais, malheureusement, il s'est avéré que les températures de ces échantillons dépassaient le maximum. Ils étaient trop élevés pour être mesurés par la nouvelle méthode développée. Par conséquent, la question de l'enfer des tropiques au début de l'existence de nos ancêtres reste ouverte - cependant, les scientifiques ont chargé quelques ordinateurs avec la tâche de reconstruire cette situation, comme si elle était issue de la science-fiction.
«Certains modèles climatiques suggèrent que les tropiques étaient une zone morte avec des températures dépassant 50 ºC, par exemple, en Afrique et en Amérique du Sud», explique Naafs. "Mais nous n'avons pas de données, donc nous ne le savons pas."
Le travail de Naafs s'inscrit dans une idée générale plus large de la Terre comme une planète à effet de serre presque méconnaissable dans un passé lointain. La paléontologue Jaelyn Eberle de l'Université du Colorado est récemment retournée à son bureau de Boulder depuis
l'île d'Ellesmere , au Canada, qui mène des recherches depuis les années 1990. Ellesmere est aussi loin au nord que vous pouvez grimper pour ne pas tomber de l'Amérique du Nord et rencontrer le Père Noël. Il y a des hauts plateaux sans vie au-dessus des fjords remplis de glace, et seuls des rennes solitaires peuvent alterner avec des bœufs musqués sous le vaste ciel du
Nunavut . Il y a aussi des ours polaires là-bas, mais Eberly a eu la chance de ne rencontrer aucun d'entre eux encore - bien que là-bas, au sommet du monde, la perspective puisse faire une blague avec vous, et le lièvre polaire blanc comme neige se tenant sur ses pattes postérieures, à une certaine distance, peut sembler menaçant.
«Vous sortez votre arme, commencez à vous inquiéter, puis regardez à travers les jumelles - et ce n'est qu'un lapin», explique Eberly.
Mais il grimpe au nord non seulement pour rencontrer parfois des représentants de la faune polaire. Son objectif est la faune des temps plus chauds. Bien que là-bas, au sommet du monde, les arbres ne poussent pas, il y a des souches. Et ils ont environ 50 millions d'années.
«Les forêts fossiles d'Ellesmere sont un spectacle spectaculaire», raconte Eberly à propos d'un écosystème enfoui dans le sol arctique. "Dès que vous commencez à les étudier en détail, il y a une surprise - wow, c'est la jungle."
Eberly est une paléontologue spécialisée dans les vertébrés, et bien qu'un bœuf musqué puisse passer devant son camp, il y a une grande variété d'animaux dans le sol sous lui pour étudier.
«Il y a des alligators, des tortues géantes, des primates, tout ça. Les énormes animaux semblables aux hippopotames sont les
coryphodons . Tapirs - c'est-à-dire que nous avons des tapirs ici, qui vivaient assez près du pôle Nord au début de l'Éocène, malgré le fait que les tapirs ne vivent évidemment pas au pôle aujourd'hui », dit-elle en riant.
La présence de ces animaux indique un climat très chaud. Et pourtant, il y a une assez grande différence entre les prévisions traditionnelles de réchauffement à l'avenir - par exemple, celle fournie par le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC), qui parle de réchauffement d'environ 4 ºC d'ici la fin du siècle, à condition que les émissions actuelles restent et que le niveau des mers augmente. quelques centimètres - et une Terre presque méconnaissable enterrée dans des pierres, qui est apparue à des taux similaires de CO
2 , qu'Eberly a creusés.
Une façon évidente d'éliminer cet écart est de noter que les changements de l'ancienne Terre ont pris des centaines de milliers et des millions d'années, et la planète ne cessera de changer à la fin du 21e siècle. Les changements, dont nous observons déjà le début, ne se dérouleront également pleinement que pendant des millénaires - à moins que nous ne prenions des mesures rapides pour les compenser. La dernière fois que la teneur en CO
2 était égale à celle actuelle à 400 ppm (0,04%) il y a 3 millions d'années dans le Pliocène, lorsque le niveau de la mer était d'environ 25 m plus élevé qu'aujourd'hui. De toute évidence, le climat n'a pas encore atteint l'équilibre avec un monde avec cette teneur en CO
2 .
Et vous devez attendre longtemps. En tout cas, nous ne nous arrêterons certainement pas à 400 ppm. Si nous amenons la teneur en CO
2 à environ 1000 ppm d'ici la fin du siècle, le réchauffement n'ira nulle part et la Terre continuera de changer si longtemps que pour les humains, cette période semblera une éternité. Et quand, enfin, le système terrestre arrivera à l'équilibre, ce sera très probablement un état qui ne peut être trouvé dans la brève histoire évolutive de l'Homo sapiens. Ce qui est le plus désagréable, les modèles climatiques, sur lesquels nous, en tant qu'espèce, dépendons pour prédire notre avenir, n'ont pour la plupart pas réussi à prédire notre passé étouffant. Bien que l'écart se rétrécisse, les modèles approchent de la vérité, même ceux qui sont proches de la reproduction de la serre de l'Éocène précoce nécessitent une augmentation du CO
2 atmosphérique
de 16 fois par rapport aux modèles modernes - cela va bien au-delà du simple doublement ou triplement du CO
2 , o ce qui est mis en évidence par les archives fossiles.
Il nous manque manifestement quelque chose, et Naafs pense que l'un des ingrédients manquants dans les modèles est le méthane - un gaz avec un puissant effet de serre qui peut aider à combler l'écart entre le monde des modèles et le monde des fossiles.
«Nous ne savons rien des cycles du méthane en ces périodes de serre», dit-il. "Nous savons que plus il fait chaud, plus les marais dégagent de méthane, mais nous ne savons rien des cycles du méthane hors de portée des carottes de glace, et ils n'ont que 800 000 ans." Nous savons que les marécages tropicaux pompent beaucoup plus de méthane dans l'atmosphère que les marécages plus froids. Et nous savons que le méthane peut améliorer le réchauffement aux hautes latitudes, et c'est peut-être le feedback manquant. »
À bien des égards, ces mondes antiques ne peuvent être comparés aux nôtres. Il faut prendre soin de comparer deux mondes différents. La première ère des mammifères n'était pas comme la planète d'aujourd'hui. Les continents étaient situés différemment, à cause desquels l'océan a circulé différemment, et les conditions aux limites il y a 50 millions d'années étaient complètement différentes des nôtres - pendant tout ce grand temps, un grand nombre de changements se sont produits dans la tectonique, l'océanographie et la biologie. Mais si vous pompez artificiellement suffisamment de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, alors, selon Naafs, vous pouvez recréer bon nombre des aspects les plus sauvages de la première ère des mammifères.
"Si nous brûlons tous les combustibles fossiles et attendons quelques siècles, nous pouvons revenir à cet état", dit-il. - En fait, dans tous les types d'études paléoclimatiques, il a été démontré qu'une teneur élevée en CO
2 signifie un climat très chaud. Et quand il fait très chaud, il peut devenir très, très chaud. »